Layout one section until no relaxations are done and then move to the next
[oota-llvm.git] / include / llvm / MC / MCAssembler.h
index 6f9149b40c525e77da4650637130ededf427969e..7d8bae9f37ee89427aaa287027641ecaeea9345e 100644 (file)
 #ifndef LLVM_MC_MCASSEMBLER_H
 #define LLVM_MC_MCASSEMBLER_H
 
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/ilist.h"
 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
-#include "llvm/MC/MCValue.h"
 #include "llvm/Support/Casting.h"
+#include "llvm/MC/MCFixup.h"
+#include "llvm/MC/MCInst.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include <vector> // FIXME: Shouldn't be needed.
 
 namespace llvm {
 class raw_ostream;
+class MCAsmLayout;
 class MCAssembler;
+class MCBinaryExpr;
+class MCContext;
+class MCCodeEmitter;
+class MCExpr;
+class MCFragment;
+class MCObjectWriter;
 class MCSection;
 class MCSectionData;
+class MCSymbol;
+class MCSymbolData;
+class MCValue;
+class TargetAsmBackend;
 
 class MCFragment : public ilist_node<MCFragment> {
+  friend class MCAsmLayout;
+
   MCFragment(const MCFragment&);     // DO NOT IMPLEMENT
   void operator=(const MCFragment&); // DO NOT IMPLEMENT
 
 public:
   enum FragmentType {
-    FT_Data,
     FT_Align,
+    FT_Data,
     FT_Fill,
-    FT_Org
+    FT_Inst,
+    FT_Org,
+    FT_Dwarf,
+    FT_LEB
   };
 
 private:
@@ -42,6 +61,11 @@ private:
   /// Parent - The data for the section this fragment is in.
   MCSectionData *Parent;
 
+  /// Atom - The atom this fragment is in, as represented by it's defining
+  /// symbol. Atom's are only used by backends which set
+  /// \see MCAsmBackend::hasReliableSymbolDifference().
+  MCSymbolData *Atom;
+
   /// @name Assembler Backend Data
   /// @{
   //
@@ -51,8 +75,8 @@ private:
   /// initialized.
   uint64_t Offset;
 
-  /// FileSize - The file size of this section. This is ~0 until initialized.
-  uint64_t FileSize;
+  /// LayoutOrder - The layout order of this fragment.
+  unsigned LayoutOrder;
 
   /// @}
 
@@ -69,61 +93,124 @@ public:
   MCSectionData *getParent() const { return Parent; }
   void setParent(MCSectionData *Value) { Parent = Value; }
 
-  // FIXME: This should be abstract, fix sentinel.
-  virtual uint64_t getMaxFileSize() const {
-    assert(0 && "Invalid getMaxFileSize call!");
-    return 0;
-  };
+  MCSymbolData *getAtom() const { return Atom; }
+  void setAtom(MCSymbolData *Value) { Atom = Value; }
+
+  unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
+  void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
+
+  static bool classof(const MCFragment *O) { return true; }
 
-  /// @name Assembler Backend Support
+  void dump();
+};
+
+class MCDataFragment : public MCFragment {
+  SmallString<32> Contents;
+
+  /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
+  std::vector<MCFixup> Fixups;
+
+public:
+  typedef std::vector<MCFixup>::const_iterator const_fixup_iterator;
+  typedef std::vector<MCFixup>::iterator fixup_iterator;
+
+public:
+  MCDataFragment(MCSectionData *SD = 0) : MCFragment(FT_Data, SD) {}
+
+  /// @name Accessors
   /// @{
-  //
-  // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
 
-  uint64_t getAddress() const;
+  SmallString<32> &getContents() { return Contents; }
+  const SmallString<32> &getContents() const { return Contents; }
 
-  uint64_t getFileSize() const { 
-    assert(FileSize != ~UINT64_C(0) && "File size not set!");
-    return FileSize;
-  }
-  void setFileSize(uint64_t Value) {
-    assert(Value <= getMaxFileSize() && "Invalid file size!");
-    FileSize = Value;
-  }
+  /// @}
+  /// @name Fixup Access
+  /// @{
 
-  uint64_t getOffset() const {
-    assert(Offset != ~UINT64_C(0) && "File offset not set!");
-    return Offset;
+  void addFixup(MCFixup Fixup) {
+    // Enforce invariant that fixups are in offset order.
+    assert((Fixups.empty() || Fixup.getOffset() > Fixups.back().getOffset()) &&
+           "Fixups must be added in order!");
+    Fixups.push_back(Fixup);
   }
-  void setOffset(uint64_t Value) { Offset = Value; }
+
+  std::vector<MCFixup> &getFixups() { return Fixups; }
+  const std::vector<MCFixup> &getFixups() const { return Fixups; }
+
+  fixup_iterator fixup_begin() { return Fixups.begin(); }
+  const_fixup_iterator fixup_begin() const { return Fixups.begin(); }
+
+  fixup_iterator fixup_end() {return Fixups.end();}
+  const_fixup_iterator fixup_end() const {return Fixups.end();}
+
+  size_t fixup_size() const { return Fixups.size(); }
 
   /// @}
 
-  static bool classof(const MCFragment *O) { return true; }
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Data;
+  }
+  static bool classof(const MCDataFragment *) { return true; }
 };
 
-class MCDataFragment : public MCFragment {
-  SmallString<32> Contents;
+// FIXME: This current incarnation of MCInstFragment doesn't make much sense, as
+// it is almost entirely a duplicate of MCDataFragment. If we decide to stick
+// with this approach (as opposed to making MCInstFragment a very light weight
+// object with just the MCInst and a code size, then we should just change
+// MCDataFragment to have an optional MCInst at its end.
+class MCInstFragment : public MCFragment {
+  /// Inst - The instruction this is a fragment for.
+  MCInst Inst;
+
+  /// Code - Binary data for the currently encoded instruction.
+  SmallString<8> Code;
+
+  /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
+  SmallVector<MCFixup, 1> Fixups;
 
 public:
-  MCDataFragment(MCSectionData *SD = 0) : MCFragment(FT_Data, SD) {}
+  typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::const_iterator const_fixup_iterator;
+  typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::iterator fixup_iterator;
+
+public:
+  MCInstFragment(MCInst _Inst, MCSectionData *SD = 0)
+    : MCFragment(FT_Inst, SD), Inst(_Inst) {
+  }
 
   /// @name Accessors
   /// @{
 
-  uint64_t getMaxFileSize() const {
-    return Contents.size();
-  }
+  SmallVectorImpl<char> &getCode() { return Code; }
+  const SmallVectorImpl<char> &getCode() const { return Code; }
 
-  SmallString<32> &getContents() { return Contents; }
-  const SmallString<32> &getContents() const { return Contents; }
+  unsigned getInstSize() const { return Code.size(); }
+
+  MCInst &getInst() { return Inst; }
+  const MCInst &getInst() const { return Inst; }
+
+  void setInst(MCInst Value) { Inst = Value; }
+
+  /// @}
+  /// @name Fixup Access
+  /// @{
+
+  SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() { return Fixups; }
+  const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const { return Fixups; }
+
+  fixup_iterator fixup_begin() { return Fixups.begin(); }
+  const_fixup_iterator fixup_begin() const { return Fixups.begin(); }
+
+  fixup_iterator fixup_end() {return Fixups.end();}
+  const_fixup_iterator fixup_end() const {return Fixups.end();}
+
+  size_t fixup_size() const { return Fixups.size(); }
 
   /// @}
 
-  static bool classof(const MCFragment *F) { 
-    return F->getKind() == MCFragment::FT_Data; 
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Inst;
   }
-  static bool classof(const MCDataFragment *) { return true; }
+  static bool classof(const MCInstFragment *) { return true; }
 };
 
 class MCAlignFragment : public MCFragment {
@@ -140,155 +227,211 @@ class MCAlignFragment : public MCFragment {
   /// cannot be satisfied in this width then this fragment is ignored.
   unsigned MaxBytesToEmit;
 
+  /// Size - The current estimate of the size.
+  unsigned Size;
+
+  /// EmitNops - Flag to indicate that (optimal) NOPs should be emitted instead
+  /// of using the provided value. The exact interpretation of this flag is
+  /// target dependent.
+  bool EmitNops : 1;
+
 public:
   MCAlignFragment(unsigned _Alignment, int64_t _Value, unsigned _ValueSize,
                   unsigned _MaxBytesToEmit, MCSectionData *SD = 0)
     : MCFragment(FT_Align, SD), Alignment(_Alignment),
       Value(_Value),ValueSize(_ValueSize),
-      MaxBytesToEmit(_MaxBytesToEmit) {}
+      MaxBytesToEmit(_MaxBytesToEmit), Size(0), EmitNops(false) {}
 
   /// @name Accessors
   /// @{
 
-  uint64_t getMaxFileSize() const {
-    return std::max(Alignment - 1, MaxBytesToEmit);
-  }
-
   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
-  
+
   int64_t getValue() const { return Value; }
 
   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 
+  unsigned getSize() const { return Size; }
+
+  void setSize(unsigned Size_) { Size = Size_; }
+
   unsigned getMaxBytesToEmit() const { return MaxBytesToEmit; }
 
+  bool hasEmitNops() const { return EmitNops; }
+  void setEmitNops(bool Value) { EmitNops = Value; }
+
   /// @}
 
-  static bool classof(const MCFragment *F) { 
-    return F->getKind() == MCFragment::FT_Align; 
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Align;
   }
   static bool classof(const MCAlignFragment *) { return true; }
 };
 
 class MCFillFragment : public MCFragment {
   /// Value - Value to use for filling bytes.
-  MCValue Value;
+  int64_t Value;
 
-  /// ValueSize - The size (in bytes) of \arg Value to use when filling.
+  /// ValueSize - The size (in bytes) of \arg Value to use when filling, or 0 if
+  /// this is a virtual fill fragment.
   unsigned ValueSize;
 
-  /// Count - The number of copies of \arg Value to insert.
-  uint64_t Count;
+  /// Size - The number of bytes to insert.
+  uint64_t Size;
 
 public:
-  MCFillFragment(MCValue _Value, unsigned _ValueSize, uint64_t _Count,
-                 MCSectionData *SD = 0) 
+  MCFillFragment(int64_t _Value, unsigned _ValueSize, uint64_t _Size,
+                 MCSectionData *SD = 0)
     : MCFragment(FT_Fill, SD),
-      Value(_Value), ValueSize(_ValueSize), Count(_Count) {}
+      Value(_Value), ValueSize(_ValueSize), Size(_Size) {
+    assert((!ValueSize || (Size % ValueSize) == 0) &&
+           "Fill size must be a multiple of the value size!");
+  }
 
   /// @name Accessors
   /// @{
 
-  uint64_t getMaxFileSize() const {
-    return ValueSize * Count;
-  }
+  int64_t getValue() const { return Value; }
 
-  MCValue getValue() const { return Value; }
-  
   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 
-  uint64_t getCount() const { return Count; }
+  uint64_t getSize() const { return Size; }
 
   /// @}
 
-  static bool classof(const MCFragment *F) { 
-    return F->getKind() == MCFragment::FT_Fill; 
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Fill;
   }
   static bool classof(const MCFillFragment *) { return true; }
 };
 
 class MCOrgFragment : public MCFragment {
   /// Offset - The offset this fragment should start at.
-  MCValue Offset;
+  const MCExpr *Offset;
 
-  /// Value - Value to use for filling bytes.  
+  /// Value - Value to use for filling bytes.
   int8_t Value;
 
+  /// Size - The current estimate of the size.
+  unsigned Size;
+
 public:
-  MCOrgFragment(MCValue _Offset, int8_t _Value, MCSectionData *SD = 0)
+  MCOrgFragment(const MCExpr &_Offset, int8_t _Value, MCSectionData *SD = 0)
     : MCFragment(FT_Org, SD),
-      Offset(_Offset), Value(_Value) {}
+      Offset(&_Offset), Value(_Value), Size(0) {}
+
   /// @name Accessors
   /// @{
 
-  uint64_t getMaxFileSize() const {
-    // FIXME: This doesn't make much sense.
-    return ~UINT64_C(0);
-  }
+  const MCExpr &getOffset() const { return *Offset; }
 
-  MCValue getOffset() const { return Offset; }
-  
   uint8_t getValue() const { return Value; }
 
+  unsigned getSize() const { return Size; }
+
+  void setSize(unsigned Size_) { Size = Size_; }
   /// @}
 
-  static bool classof(const MCFragment *F) { 
-    return F->getKind() == MCFragment::FT_Org; 
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Org;
   }
   static bool classof(const MCOrgFragment *) { return true; }
 };
 
+class MCLEBFragment : public MCFragment {
+  /// Value - The value this fragment should contain.
+  const MCExpr *Value;
+
+  /// IsSigned - True if this is a sleb128, false if uleb128.
+  bool IsSigned;
+
+  SmallString<8> Contents;
+public:
+  MCLEBFragment(const MCExpr &Value_, bool IsSigned_, MCSectionData *SD)
+    : MCFragment(FT_LEB, SD),
+      Value(&Value_), IsSigned(IsSigned_) { Contents.push_back(0); }
+
+  /// @name Accessors
+  /// @{
+
+  const MCExpr &getValue() const { return *Value; }
+
+  bool isSigned() const { return IsSigned; }
+
+  SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
+  const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
+
+  /// @}
+
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_LEB;
+  }
+  static bool classof(const MCLEBFragment *) { return true; }
+};
+
+class MCDwarfLineAddrFragment : public MCFragment {
+  /// LineDelta - the value of the difference between the two line numbers
+  /// between two .loc dwarf directives.
+  int64_t LineDelta;
+
+  /// AddrDelta - The expression for the difference of the two symbols that
+  /// make up the address delta between two .loc dwarf directives.
+  const MCExpr *AddrDelta;
+
+  SmallString<8> Contents;
+
+public:
+  MCDwarfLineAddrFragment(int64_t _LineDelta, const MCExpr &_AddrDelta,
+                      MCSectionData *SD = 0)
+    : MCFragment(FT_Dwarf, SD),
+      LineDelta(_LineDelta), AddrDelta(&_AddrDelta) { Contents.push_back(0); }
+
+  /// @name Accessors
+  /// @{
+
+  int64_t getLineDelta() const { return LineDelta; }
+
+  const MCExpr &getAddrDelta() const { return *AddrDelta; }
+
+  SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
+  const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
+
+  /// @}
+
+  static bool classof(const MCFragment *F) {
+    return F->getKind() == MCFragment::FT_Dwarf;
+  }
+  static bool classof(const MCDwarfLineAddrFragment *) { return true; }
+};
+
 // FIXME: Should this be a separate class, or just merged into MCSection? Since
 // we anticipate the fast path being through an MCAssembler, the only reason to
 // keep it out is for API abstraction.
 class MCSectionData : public ilist_node<MCSectionData> {
+  friend class MCAsmLayout;
+
   MCSectionData(const MCSectionData&);  // DO NOT IMPLEMENT
   void operator=(const MCSectionData&); // DO NOT IMPLEMENT
 
 public:
-  /// Fixup - Represent a fixed size region of bytes inside some fragment which
-  /// needs to be rewritten. This region will either be rewritten by the
-  /// assembler or cause a relocation entry to be generated.
-  struct Fixup {
-    /// Fragment - The fragment containing the fixup.
-    MCFragment *Fragment;
-    
-    /// Offset - The offset inside the fragment which needs to be rewritten.
-    uint64_t Offset;
-
-    /// Value - The expression to eventually write into the fragment.
-    //
-    // FIXME: We could probably get away with requiring the client to pass in an
-    // owned reference whose lifetime extends past that of the fixup.
-    MCValue Value;
-
-    /// Size - The fixup size.
-    unsigned Size;
-
-    /// FixedValue - The value to replace the fix up by.
-    //
-    // FIXME: This should not be here.
-    uint64_t FixedValue;
-
-  public:
-    Fixup(MCFragment &_Fragment, uint64_t _Offset, const MCValue &_Value, 
-          unsigned _Size) 
-      : Fragment(&_Fragment), Offset(_Offset), Value(_Value), Size(_Size),
-        FixedValue(0) {}
-  };
-
   typedef iplist<MCFragment> FragmentListType;
 
   typedef FragmentListType::const_iterator const_iterator;
   typedef FragmentListType::iterator iterator;
 
-  typedef std::vector<Fixup>::const_iterator const_fixup_iterator;
-  typedef std::vector<Fixup>::iterator fixup_iterator;
+  typedef FragmentListType::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
+  typedef FragmentListType::reverse_iterator reverse_iterator;
 
 private:
-  iplist<MCFragment> Fragments;
+  FragmentListType Fragments;
   const MCSection *Section;
 
+  /// Ordinal - The section index in the assemblers section list.
+  unsigned Ordinal;
+
+  /// LayoutOrder - The index of this section in the layout order.
+  unsigned LayoutOrder;
+
   /// Alignment - The maximum alignment seen in this section.
   unsigned Alignment;
 
@@ -297,26 +440,13 @@ private:
   //
   // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
 
-  /// Address - The computed address of this section. This is ~0 until
-  /// initialized.
-  uint64_t Address;
-
-  /// Size - The content size of this section. This is ~0 until initialized.
-  uint64_t Size;
-
-  /// FileSize - The size of this section in the object file. This is ~0 until
-  /// initialized.
-  uint64_t FileSize;
-
-  /// LastFixupLookup - Cache for the last looked up fixup.
-  mutable unsigned LastFixupLookup;
+  /// HasInstructions - Whether this section has had instructions emitted into
+  /// it.
+  unsigned HasInstructions : 1;
 
-  /// Fixups - The list of fixups in this section.
-  std::vector<Fixup> Fixups;
-  
   /// @}
 
-public:    
+public:
   // Only for use as sentinel.
   MCSectionData();
   MCSectionData(const MCSection &Section, MCAssembler *A = 0);
@@ -326,6 +456,15 @@ public:
   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
   void setAlignment(unsigned Value) { Alignment = Value; }
 
+  bool hasInstructions() const { return HasInstructions; }
+  void setHasInstructions(bool Value) { HasInstructions = Value; }
+
+  unsigned getOrdinal() const { return Ordinal; }
+  void setOrdinal(unsigned Value) { Ordinal = Value; }
+
+  unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
+  void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
+
   /// @name Fragment Access
   /// @{
 
@@ -338,61 +477,17 @@ public:
   iterator end() { return Fragments.end(); }
   const_iterator end() const { return Fragments.end(); }
 
-  size_t size() const { return Fragments.size(); }
-
-  bool empty() const { return Fragments.empty(); }
-
-  /// @}
-  /// @name Fixup Access
-  /// @{
-
-  std::vector<Fixup> &getFixups() {
-    return Fixups;
-  }
-
-  fixup_iterator fixup_begin() {
-    return Fixups.begin();
-  }
-
-  fixup_iterator fixup_end() {
-    return Fixups.end();
-  }
-
-  size_t fixup_size() const { return Fixups.size(); }
-
-  /// @}
-  /// @name Assembler Backend Support
-  /// @{
-  //
-  // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
+  reverse_iterator rbegin() { return Fragments.rbegin(); }
+  const_reverse_iterator rbegin() const { return Fragments.rbegin(); }
 
-  /// LookupFixup - Look up the fixup for the given \arg Fragment and \arg
-  /// Offset.
-  ///
-  /// If multiple fixups exist for the same fragment and offset it is undefined
-  /// which one is returned.
-  //
-  // FIXME: This isn't horribly slow in practice, but there are much nicer
-  // solutions to applying the fixups.
-  const Fixup *LookupFixup(const MCFragment *Fragment, uint64_t Offset) const;
+  reverse_iterator rend() { return Fragments.rend(); }
+  const_reverse_iterator rend() const { return Fragments.rend(); }
 
-  uint64_t getAddress() const { 
-    assert(Address != ~UINT64_C(0) && "Address not set!");
-    return Address;
-  }
-  void setAddress(uint64_t Value) { Address = Value; }
+  size_t size() const { return Fragments.size(); }
 
-  uint64_t getSize() const { 
-    assert(Size != ~UINT64_C(0) && "File size not set!");
-    return Size;
-  }
-  void setSize(uint64_t Value) { Size = Value; }
+  bool empty() const { return Fragments.empty(); }
 
-  uint64_t getFileSize() const { 
-    assert(FileSize != ~UINT64_C(0) && "File size not set!");
-    return FileSize;
-  }
-  void setFileSize(uint64_t Value) { FileSize = Value; }  
+  void dump();
 
   /// @}
 };
@@ -400,7 +495,7 @@ public:
 // FIXME: Same concerns as with SectionData.
 class MCSymbolData : public ilist_node<MCSymbolData> {
 public:
-  MCSymbol &Symbol;
+  const MCSymbol *Symbol;
 
   /// Fragment - The fragment this symbol's value is relative to, if any.
   MCFragment *Fragment;
@@ -408,7 +503,7 @@ public:
   /// Offset - The offset to apply to the fragment address to form this symbol's
   /// value.
   uint64_t Offset;
-    
+
   /// IsExternal - True if this symbol is visible outside this translation
   /// unit.
   unsigned IsExternal : 1;
@@ -416,6 +511,21 @@ public:
   /// IsPrivateExtern - True if this symbol is private extern.
   unsigned IsPrivateExtern : 1;
 
+  /// CommonSize - The size of the symbol, if it is 'common', or 0.
+  //
+  // FIXME: Pack this in with other fields? We could put it in offset, since a
+  // common symbol can never get a definition.
+  uint64_t CommonSize;
+
+  /// SymbolSize - An expression describing how to calculate the size of
+  /// a symbol. If a symbol has no size this field will be NULL.
+  const MCExpr *SymbolSize;
+
+  /// CommonAlign - The alignment of the symbol, if it is 'common'.
+  //
+  // FIXME: Pack this in with other fields?
+  unsigned CommonAlign;
+
   /// Flags - The Flags field is used by object file implementations to store
   /// additional per symbol information which is not easily classified.
   uint32_t Flags;
@@ -426,13 +536,13 @@ public:
 public:
   // Only for use as sentinel.
   MCSymbolData();
-  MCSymbolData(MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment, uint64_t _Offset,
+  MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment, uint64_t _Offset,
                MCAssembler *A = 0);
 
   /// @name Accessors
   /// @{
 
-  MCSymbol &getSymbol() const { return Symbol; }
+  const MCSymbol &getSymbol() const { return *Symbol; }
 
   MCFragment *getFragment() const { return Fragment; }
   void setFragment(MCFragment *Value) { Fragment = Value; }
@@ -443,26 +553,66 @@ public:
   /// @}
   /// @name Symbol Attributes
   /// @{
-  
+
   bool isExternal() const { return IsExternal; }
   void setExternal(bool Value) { IsExternal = Value; }
-  
+
   bool isPrivateExtern() const { return IsPrivateExtern; }
   void setPrivateExtern(bool Value) { IsPrivateExtern = Value; }
-  
+
+  /// isCommon - Is this a 'common' symbol.
+  bool isCommon() const { return CommonSize != 0; }
+
+  /// setCommon - Mark this symbol as being 'common'.
+  ///
+  /// \param Size - The size of the symbol.
+  /// \param Align - The alignment of the symbol.
+  void setCommon(uint64_t Size, unsigned Align) {
+    CommonSize = Size;
+    CommonAlign = Align;
+  }
+
+  /// getCommonSize - Return the size of a 'common' symbol.
+  uint64_t getCommonSize() const {
+    assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
+    return CommonSize;
+  }
+
+  void setSize(const MCExpr *SS) {
+    SymbolSize = SS;
+  }
+
+  const MCExpr *getSize() const {
+    return SymbolSize;
+  }
+
+
+  /// getCommonAlignment - Return the alignment of a 'common' symbol.
+  unsigned getCommonAlignment() const {
+    assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
+    return CommonAlign;
+  }
+
   /// getFlags - Get the (implementation defined) symbol flags.
   uint32_t getFlags() const { return Flags; }
 
   /// setFlags - Set the (implementation defined) symbol flags.
   void setFlags(uint32_t Value) { Flags = Value; }
-  
+
+  /// modifyFlags - Modify the flags via a mask
+  void modifyFlags(uint32_t Value, uint32_t Mask) {
+    Flags = (Flags & ~Mask) | Value;
+  }
+
   /// getIndex - Get the (implementation defined) index.
   uint64_t getIndex() const { return Index; }
 
   /// setIndex - Set the (implementation defined) index.
   void setIndex(uint64_t Value) { Index = Value; }
-  
-  /// @}  
+
+  /// @}
+
+  void dump();
 };
 
 // FIXME: This really doesn't belong here. See comments below.
@@ -472,6 +622,8 @@ struct IndirectSymbolData {
 };
 
 class MCAssembler {
+  friend class MCAsmLayout;
+
 public:
   typedef iplist<MCSectionData> SectionDataListType;
   typedef iplist<MCSymbolData> SymbolDataListType;
@@ -482,31 +634,127 @@ public:
   typedef SymbolDataListType::const_iterator const_symbol_iterator;
   typedef SymbolDataListType::iterator symbol_iterator;
 
+  typedef std::vector<IndirectSymbolData>::const_iterator
+    const_indirect_symbol_iterator;
   typedef std::vector<IndirectSymbolData>::iterator indirect_symbol_iterator;
 
 private:
   MCAssembler(const MCAssembler&);    // DO NOT IMPLEMENT
   void operator=(const MCAssembler&); // DO NOT IMPLEMENT
 
+  MCContext &Context;
+
+  TargetAsmBackend &Backend;
+
+  MCCodeEmitter &Emitter;
+
+  MCObjectWriter &Writer;
+
   raw_ostream &OS;
-  
+
   iplist<MCSectionData> Sections;
 
   iplist<MCSymbolData> Symbols;
 
+  /// The map of sections to their associated assembler backend data.
+  //
+  // FIXME: Avoid this indirection?
+  DenseMap<const MCSection*, MCSectionData*> SectionMap;
+
+  /// The map of symbols to their associated assembler backend data.
+  //
+  // FIXME: Avoid this indirection?
+  DenseMap<const MCSymbol*, MCSymbolData*> SymbolMap;
+
   std::vector<IndirectSymbolData> IndirectSymbols;
 
+  /// The set of function symbols for which a .thumb_func directive has
+  /// been seen.
+  //
+  // FIXME: We really would like this in target specific code rather than
+  // here. Maybe when the relocation stuff moves to target specific,
+  // this can go with it? The streamer would need some target specific
+  // refactoring too.
+  SmallPtrSet<const MCSymbol*, 64> ThumbFuncs;
+
+  unsigned RelaxAll : 1;
   unsigned SubsectionsViaSymbols : 1;
 
 private:
-  /// LayoutSection - Assign offsets and sizes to the fragments in the section
-  /// \arg SD, and update the section size. The section file offset should
-  /// already have been computed.
+  /// Evaluate a fixup to a relocatable expression and the value which should be
+  /// placed into the fixup.
   ///
-  /// \param NextAlign - The alignment for the section end address, which may
-  /// add padding bytes to the section (these are included in the section "file"
-  /// size, but not its regular size).
-  void LayoutSection(MCSectionData &SD, unsigned NextAlign);
+  /// \param Layout The layout to use for evaluation.
+  /// \param Fixup The fixup to evaluate.
+  /// \param DF The fragment the fixup is inside.
+  /// \param Target [out] On return, the relocatable expression the fixup
+  /// evaluates to.
+  /// \param Value [out] On return, the value of the fixup as currently layed
+  /// out.
+  /// \return Whether the fixup value was fully resolved. This is true if the
+  /// \arg Value result is fixed, otherwise the value may change due to
+  /// relocation.
+  bool EvaluateFixup(const MCAsmLayout &Layout,
+                     const MCFixup &Fixup, const MCFragment *DF,
+                     MCValue &Target, uint64_t &Value) const;
+
+  /// Check whether a fixup can be satisfied, or whether it needs to be relaxed
+  /// (increased in size, in order to hold its value correctly).
+  bool FixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup, const MCFragment *DF,
+                            const MCAsmLayout &Layout) const;
+
+  /// Check whether the given fragment needs relaxation.
+  bool FragmentNeedsRelaxation(const MCInstFragment *IF,
+                               const MCAsmLayout &Layout) const;
+
+  /// LayoutOnce - Perform one layout iteration and return true if any offsets
+  /// were adjusted.
+  bool LayoutOnce(MCAsmLayout &Layout);
+
+  bool LayoutSectionOnce(MCAsmLayout &Layout, MCSectionData &SD);
+
+  bool RelaxInstruction(MCAsmLayout &Layout, MCInstFragment &IF);
+
+  bool RelaxOrg(MCAsmLayout &Layout, MCOrgFragment &OF);
+
+  bool RelaxLEB(MCAsmLayout &Layout, MCLEBFragment &IF);
+
+  bool RelaxDwarfLineAddr(MCAsmLayout &Layout, MCDwarfLineAddrFragment &DF);
+
+  bool RelaxAlignment(MCAsmLayout &Layout, MCAlignFragment &DF);
+
+  /// FinishLayout - Finalize a layout, including fragment lowering.
+  void FinishLayout(MCAsmLayout &Layout);
+
+  uint64_t HandleFixup(const MCAsmLayout &Layout,
+                       MCFragment &F, const MCFixup &Fixup);
+
+public:
+  /// Compute the effective fragment size assuming it is layed out at the given
+  /// \arg SectionAddress and \arg FragmentOffset.
+  uint64_t ComputeFragmentSize(const MCFragment &F) const;
+
+  /// Find the symbol which defines the atom containing the given symbol, or
+  /// null if there is no such symbol.
+  const MCSymbolData *getAtom(const MCSymbolData *Symbol) const;
+
+  /// Check whether a particular symbol is visible to the linker and is required
+  /// in the symbol table, or whether it can be discarded by the assembler. This
+  /// also effects whether the assembler treats the label as potentially
+  /// defining a separate atom.
+  bool isSymbolLinkerVisible(const MCSymbol &SD) const;
+
+  /// Emit the section contents using the given object writer.
+  void WriteSectionData(const MCSectionData *Section,
+                        const MCAsmLayout &Layout) const;
+
+  /// Check whether a given symbol has been flagged with .thumb_func.
+  bool isThumbFunc(const MCSymbol *Func) const {
+    return ThumbFuncs.count(Func);
+  }
+
+  /// Flag a function symbol as the target of a .thumb_func directive.
+  void setIsThumbFunc(const MCSymbol *Func) { ThumbFuncs.insert(Func); }
 
 public:
   /// Construct a new assembler instance.
@@ -517,10 +765,22 @@ public:
   // concrete and require clients to pass in a target like object. The other
   // option is to make this abstract, and have targets provide concrete
   // implementations as we do with AsmParser.
-  MCAssembler(raw_ostream &OS);
+  MCAssembler(MCContext &Context_, TargetAsmBackend &Backend_,
+              MCCodeEmitter &Emitter_, MCObjectWriter &Writer_,
+              raw_ostream &OS);
   ~MCAssembler();
 
+  MCContext &getContext() const { return Context; }
+
+  TargetAsmBackend &getBackend() const { return Backend; }
+
+  MCCodeEmitter &getEmitter() const { return Emitter; }
+
+  MCObjectWriter &getWriter() const { return Writer; }
+
   /// Finish - Do final processing and write the object to the output stream.
+  /// \arg Writer is used for custom object writer (as the MCJIT does),
+  /// if not specified it is automatically created from backend.
   void Finish();
 
   // FIXME: This does not belong here.
@@ -531,11 +791,14 @@ public:
     SubsectionsViaSymbols = Value;
   }
 
+  bool getRelaxAll() const { return RelaxAll; }
+  void setRelaxAll(bool Value) { RelaxAll = Value; }
+
   /// @name Section List Access
   /// @{
 
   const SectionDataListType &getSectionList() const { return Sections; }
-  SectionDataListType &getSectionList() { return Sections; }  
+  SectionDataListType &getSectionList() { return Sections; }
 
   iterator begin() { return Sections.begin(); }
   const_iterator begin() const { return Sections.begin(); }
@@ -574,14 +837,60 @@ public:
   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() {
     return IndirectSymbols.begin();
   }
+  const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() const {
+    return IndirectSymbols.begin();
+  }
 
   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() {
     return IndirectSymbols.end();
   }
+  const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() const {
+    return IndirectSymbols.end();
+  }
 
   size_t indirect_symbol_size() const { return IndirectSymbols.size(); }
 
   /// @}
+  /// @name Backend Data Access
+  /// @{
+
+  MCSectionData &getSectionData(const MCSection &Section) const {
+    MCSectionData *Entry = SectionMap.lookup(&Section);
+    assert(Entry && "Missing section data!");
+    return *Entry;
+  }
+
+  MCSectionData &getOrCreateSectionData(const MCSection &Section,
+                                        bool *Created = 0) {
+    MCSectionData *&Entry = SectionMap[&Section];
+
+    if (Created) *Created = !Entry;
+    if (!Entry)
+      Entry = new MCSectionData(Section, this);
+
+    return *Entry;
+  }
+
+  MCSymbolData &getSymbolData(const MCSymbol &Symbol) const {
+    MCSymbolData *Entry = SymbolMap.lookup(&Symbol);
+    assert(Entry && "Missing symbol data!");
+    return *Entry;
+  }
+
+  MCSymbolData &getOrCreateSymbolData(const MCSymbol &Symbol,
+                                      bool *Created = 0) {
+    MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[&Symbol];
+
+    if (Created) *Created = !Entry;
+    if (!Entry)
+      Entry = new MCSymbolData(Symbol, 0, 0, this);
+
+    return *Entry;
+  }
+
+  /// @}
+
+  void dump();
 };
 
 } // end namespace llvm